" Администрирование малой локальной вычислительной сети."

Министерство сельского хозяйства Республики Узбекистан
Ташкентский государственный аграрный университет

Кафедра Информационные системы и технологии

Курсовая работа
по дисциплине «Компьютерные сети и сетевые технологии»
на тему:
“ Администрирование малой локальной вычислительной сети.”

Направления

60610200- «Информационные системы и технологии»

Выполнил Студент группы 21-164 __________________

Проверил ______________________

Ташкент 2023

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1.1 Определение безопасности компьютерных сетей
1.2 Цель и задачи исследования
Основы безопасности компьютерных сетей
2.1 Угрозы и уязвимости компьютерных сетей
2.2 Принципы защиты информации
2.3 Концепция защиты компьютерных сетей
Программное обеспечение безопасности компьютерной сети
3.1 Антивирусное программное обеспечение
3.2 Межсетевые экраны (Firewalls)
3.3 Системы обнаружения вторжений (Intrusion Detection Systems)
3.4 Системы предотвращения вторжений (Intrusion Prevention Systems)
3.5 Системы контроля доступа (Access Control Systems)
3.6 Средства криптографической защиты данных
Техническое обеспечение безопасности компьютерной сети
4.1 Физическая безопасность
4.2 Защита сетевой инфраструктуры (роутеры, коммутаторы, точки доступа)
4.3 Защита серверов и клиентских устройств
4.4 Защита беспроводных сетей
Управление безопасностью компьютерной сети
5.1 Идентификация и аутентификация пользователей
5.2 Управление правами доступа и привилегиями
5.3 Мониторинг и журналирование событий
5.4 Аудит безопасности
Стандарты и методологии обеспечения безопасности компьютерной сети
6.1 ISO/IEC 27001 и другие международные стандарты
6.2 Методология управления рисками информационной безопасности (ISRM)
6.3 Практики и рекомендации CIS (Center for Internet Security) и NIST (National Institute of Standards and Technology)
Применение программно-технического обеспечения безопасности компьютерной сети
7.1 Различные сценарии применения
7.2 Преимущества и ограничения
7.3 Кейс-стади и примеры успешной реализации
Тенденции и вызовы в области программно-технического обеспечения безопасности компьютерной сети
8.1 Развитие новых угроз и методов атак
8.2 Интеграция с облачными сервисами и IoT
8.3 Роль искусственного интеллекта и машинного обучения в обеспечении безопасности
Заключение
Список использованной литературы
Введение
1.1 Определение безопасности компьютерных сетей
Безопасность компьютерных сетей - это процесс защиты компьютерных сетей от несанкционированного доступа, использования, разрушения или изменения данных, а также от нарушения их нормального функционирования. Она включает в себя различные меры, методы и технологии, направленные на обеспечение конфиденциальности, целостности и доступности информации, а также защиту от вредоносных программ и кибератак.
1.2 Цель и задачи исследования
Целью исследования является изучение программно-технического обеспечения безопасности компьютерной сети и его роли в защите сетевых ресурсов и данных. Основные задачи исследования включают:
1.2.1 Анализ существующих методов и технологий безопасности компьютерных сетей:
Изучение различных аспектов безопасности компьютерных сетей, включая защиту от несанкционированного доступа, предотвращение атак, обнаружение вторжений и контроль доступа.
Рассмотрение различных типов угроз и атак на компьютерные сети, включая вредоносные программы, фишинг, DDoS-атаки и другие.
Оценка эффективности существующих методов и технологий безопасности компьютерных сетей, их преимуществ и ограничений.
1.2.2 Изучение программных и аппаратных средств безопасности компьютерной сети:
Рассмотрение различных программных решений, таких как брандмауэры, системы обнаружения вторжений (IDS), системы предотвращения вторжений (IPS) и антивирусные программы.
Исследование аппаратных средств безопасности, включая маршрутизаторы с поддержкой VPN (виртуальной частной сети), межсетевые экраны и прокси-серверы.
Оценка эффективности и применимости различных программных и аппаратных средств безопасности компьютерной сети.
1.2.3 Разработка рекомендаций по улучшению безопасности компьютерной сети:
Предложение конкретных мер и рекомендаций по усилению безопасности компьютерных сетей на основе анализа существующих методов и технологий.
Разработка рекомендаций по правильной настройке и использованию программного и аппаратного обеспечения безопасности.
Исследование новых тенденций и развития в области программно-технического обеспечения безопасности компьютерной сети и их влияние на практику безопасности сетей.
Цель и задачи исследования направлены на более глубокое понимание программно-технического обеспечения безопасности компьютерной сети и его роли в защите сетевых ресурсов, а также на предоставление рекомендаций для улучшения безопасности сети на основе проведенного анализа и исследования.
Основы безопасности компьютерных сетей
2.1 Угрозы и уязвимости компьютерных сетей
Угрозы компьютерных сетей включают различные виды атак и вредоносных действий, которые могут нанести ущерб сетевой инфраструктуре и данных. Некоторые распространенные угрозы включают в себя:
Вирусы, черви и троянские программы, которые могут заражать компьютеры и распространяться через сеть.
Фишинг и социальная инженерия, направленные на манипулирование пользователей с целью получения их конфиденциальной информации.
Атаки отказа в обслуживании (DDoS), которые целенаправленно перегружают сеть или сервер, чтобы привести к недоступности ресурсов.
Несанкционированный доступ и вторжения в сеть, позволяющие злоумышленникам получить несанкционированный доступ к данным или системам.
Уязвимости компьютерных сетей - это слабые места или ошибки в сетевой инфраструктуре, которые могут быть использованы злоумышленниками для осуществления атак. Некоторые примеры уязвимостей включают:
Недостаточные или слабые аутентификационные и авторизационные механизмы, которые могут позволить несанкционированным пользователям получить доступ к системе.
Уязвимости в программном обеспечении, такие как непатченные или устаревшие версии программ, которые могут быть эксплуатированы злоумышленниками.
Неправильная конфигурация сетевых устройств и служб, которые могут открыть дверь для несанкционированного доступа.
2.2 Принципы защиты информации
Принципы защиты информации помогают обеспечить безопасность компьютерных сетей и данных. Некоторые из основных принципов включают:
Конфиденциальность: обеспечение конфиденциальности данных путем их защиты от несанкционированного доступа или раскрытия.
Целостность: обеспечение целостности данных, чтобы предотвратить несанкционированное изменение или подделку информации.
Доступность: обеспечение доступности данных и ресурсов для авторизованных пользователей в требуемый момент времени.
Аутентификация: проверка подлинности пользователей и устройств для обеспечения их идентификации перед предоставлением доступа к сети или данным.
Невозможность отказа: обеспечение возможности подтверждения действий и отказа от них, чтобы исключить возможность отрицания совершенных действий.
2.3 Концепция защиты компьютерных сетей
Концепция защиты компьютерных сетей включает ряд мер и методов, используемых для обеспечения безопасности сетевой инфраструктуры и данных. Некоторые из основных аспектов концепции защиты компьютерных сетей включают:

Файрволы: использование файрволов для контроля и фильтрации сетевого трафика, чтобы предотвратить несанкционированный доступ к сети.

Шифрование: применение шифрования данных для обеспечения их конфиденциальности и защиты от несанкционированного доступа.
Идентификация и аутентификация: использование методов и механизмов идентификации и аутентификации для проверки подлинности пользователей и устройств перед предоставлением доступа к сети.
Мониторинг и обнаружение инцидентов: установка систем мониторинга и обнаружения инцидентов для раннего обнаружения атак и несанкционированной активности в сети.
Резервное копирование и восстановление: регулярное создание резервных копий данных и планирование механизмов восстановления для быстрой восстановления данных в случае инцидента.
Эти принципы и концепции являются основными элементами безопасности компьютерных сетей и используются для защиты сетевых ресурсов и данных от угроз и уязвимостей.
3.1 Антивирусное программное обеспечение
Антивирусное программное обеспечение (АПО) предназначено для обнаружения, блокирования и удаления вредоносных программ, таких как вирусы, черви, троянские программы и шпионское ПО. Оно сканирует файлы и систему на наличие подозрительной активности и вредоносного кода, а также обновляет свою базу данных сигнатур для обнаружения новых угроз. АПО также может предоставлять функции защиты от фишинговых атак и небезопасных веб-сайтов.
3.2 Межсетевые экраны (Firewalls)
Межсетевые экраны (файрволы) являются программным или аппаратным обеспечением, которое контролирует и фильтрует сетевой трафик между различными сегментами сети или между внутренней сетью и внешней сетью (например, Интернетом). Они определяют правила доступа и блокируют несанкционированный трафик, защищая сеть от внешних атак и несанкционированного доступа.
3.3 Системы обнаружения вторжений (Intrusion Detection Systems)
Системы обнаружения вторжений (СОВ) мониторят сетевой трафик и события в сети с целью обнаружения необычной или подозрительной активности, которая может указывать на попытку вторжения или нарушение безопасности. Они анализируют сетевой трафик и системные журналы, используя заданные правила и сигнатуры, и могут генерировать предупреждения или автоматически реагировать на обнаруженные инциденты.
3.4 Системы предотвращения вторжений (Intrusion Prevention Systems)
Системы предотвращения вторжений (СПВ) расширяют функциональность систем обнаружения вторжений, предлагая возможности активного отклика на обнаруженные атаки. Они могут блокировать или ограничивать доступ несанкционированных пользователей или атакующих в режиме реального времени. СПВ сочетают в себе возможности обнаружения и реагирования, что помогает в усилении безопасности компьютерной сети.
3.5 Системы
контроля доступа (Access Control Systems)
Системы контроля доступа (СКД) определяют, кто имеет право получить доступ к определенным ресурсам в компьютерной сети и с какими правами. Они управляют процессом идентификации, аутентификации и авторизации пользователей, контролируют доступ к данным и ресурсам, а также обеспечивают аудит и отчетность о действиях пользователей.
3.6 Средства криптографической защиты данных
Средства криптографической защиты данных используют различные алгоритмы и протоколы шифрования для обеспечения конфиденциальности, целостности и аутентичности данных. Они позволяют шифровать данные при передаче по сети или хранить их в зашифрованном виде, чтобы предотвратить несанкционированный доступ или изменение данных. Средства криптографической защиты данных включают в себя шифрование файлов и дисков, протоколы безопасной передачи данных (например, SSL/TLS) и инфраструктуру открытых ключей (PKI).
4.1 Физическая безопасность
Физическая безопасность включает меры, направленные на защиту физической инфраструктуры компьютерной сети. Это может включать ограничение доступа к серверным помещениям и коммуникационным шкафам, использование систем видеонаблюдения, контроль доступа с использованием пропускных систем, физическую блокировку сетевого оборудования и т.д. Целью физической безопасности является предотвращение несанкционированного доступа к сетевым ресурсам и оборудованию.
4.2 Защита сетевой инфраструктуры (роутеры, коммутаторы, точки доступа)
Защита сетевой инфраструктуры включает ряд мер, предназначенных для обеспечения безопасности сетевых устройств, таких как роутеры, коммутаторы и точки доступа. Это включает в себя установку и настройку сетевых устройств с учетом безопасности, использование сильных паролей и механизмов аутентификации, обновление программного обеспечения сетевых устройств с целью устранения известных уязвимостей, настройку механизмов защиты от атак (например, фильтрация трафика, виртуальные частные сети и т.д.), а также мониторинг сетевого трафика на предмет подозрительной активности.
4.3 Защита серверов и клиентских устройств
Защита серверов и клиентских устройств включает ряд мер, направленных на обеспечение безопасности операционной системы, приложений и данных на серверах и клиентских устройствах. Это включает использование антивирусного программного обеспечения и систем обнаружения вредоносного ПО, установку и настройку межсетевых экранов и систем контроля доступа, регулярное обновление программного обеспечения и патчей безопасности, использование сильных паролей и механизмов аутентификации, резервное копирование и шифрование данных, а также мониторинг и журналирование событий для обнаружения необычной активности.
4.4 Защита беспроводных сетей
Защита беспроводных сетей включает меры, направленные на обеспечение безопасности беспроводных сетей
и предотвращение несанкционированного доступа к ним. Это включает в себя настройку безопасных протоколов шифрования для беспроводных сетей (например, WPA2), использование уникальных и сильных паролей для беспроводных точек доступа, фильтрацию MAC-адресов, ограничение радиуса действия сигнала беспроводных сетей, мониторинг беспроводного трафика на предмет подозрительной активности и т.д.
5.1 Идентификация и аутентификация пользователей
Идентификация и аутентификация пользователей являются основными механизмами управления безопасностью компьютерной сети. Идентификация процесс, который определяет уникальность пользователя или устройства в сети, обычно с помощью учетных записей или идентификаторов. Аутентификация - это процесс проверки подлинности пользователей или устройств, чтобы убедиться, что они имеют право получить доступ к ресурсам сети. Для этого могут использоваться различные методы, такие как пароли, смарт-карты, биометрические данные и т.д.
5.2 Управление правами доступа и привилегиями
Управление правами доступа и привилегиями определяет, какие пользователи или группы пользователей имеют доступ к определенным ресурсам и какие действия они могут выполнять. Это включает в себя назначение различных уровней доступа (например, чтение, запись, исполнение) и настройку правил доступа на основе принципа "принадлежности нужным правам". Также управление правами доступа включает контроль над привилегиями администратора, чтобы предотвратить несанкционированные действия и повысить безопасность сети.
5.3 Мониторинг и журналирование событий
Мониторинг и журналирование событий представляют собой процесс отслеживания активности в компьютерной сети и регистрации событий, связанных с безопасностью. Это может включать мониторинг сетевого трафика, регистрацию попыток несанкционированного доступа, обнаружение аномальной активности и анализ журналов событий для выявления потенциальных угроз безопасности. Мониторинг и журналирование событий помогают в реагировании на инциденты безопасности и предотвращении будущих атак.
5.4 Аудит безопасности
Аудит безопасности - это процесс систематической проверки и оценки безопасности компьютерной сети. Он включает в себя проверку соответствия политикам безопасности, анализ системы на предмет уязвимостей, проведение пенетрационного тестирования, оценку рисков и разработку рекомендаций
по улучшению безопасности. Аудит безопасности помогает выявить слабые места в сети, идентифицировать потенциальные угрозы и принять меры для их устранения или снижения риска.
6.1 ISO/IEC 27001 и другие международные стандарты
ISO/IEC 27001 - это международный стандарт, определяющий требования к системе управления информационной безопасностью (Information Security Management System, ISMS). Он предоставляет общий фреймворк для установления, внедрения, эксплуатации, мониторинга, обзора, поддержки и улучшения безопасности информации в организации. Кроме того, существуют и другие международные стандарты, такие как ISO/IEC 27002, которые содержат конкретные рекомендации по управлению безопасностью информации.
6.2 Методология управления рисками информационной безопасности (ISRM)
Методология управления рисками информационной безопасности (Information Security Risk Management, ISRM) представляет собой систематический подход к идентификации, анализу, оценке и управлению рисками в области информационной безопасности. Она включает в себя процессы определения активов, оценки угроз и уязвимостей, анализа рисков и принятия соответствующих мер по управлению рисками. Методология ISRM помогает организациям систематически подходить к обеспечению безопасности компьютерной сети и принимать информированные решения на основе рисков.
6.3 Практики и рекомендации CIS и NIST
CIS (Center for Internet Security) и NIST (National Institute of Standards and Technology) разрабатывают и предлагают практики и рекомендации по обеспечению безопасности компьютерной сети. CIS разрабатывает наборы контрольных мер (CIS Controls), которые включают в себя рекомендации по настройке и управлению безопасностью информационных систем. NIST разрабатывает и поддерживает ряд публикаций, таких как NIST Special Publications (SP), которые содержат рекомендации по управлению информационной безопасностью и меры по снижению рисков. Эти практики и рекомендации широко применяются в организациях для обеспечения безопасности компьютерных сетей и систем.
7.1 Различные сценарии применения программно-технического обеспечения безопасности компьютерной сети:
- Защита от вредоносных программ: Антивирусное программное обеспечение и системы обнаружения вторжений (Intrusion Detection Systems) могут обеспечить защиту компьютерной сети от вирусов, троянов, шпионского ПО и других вредоносных программ.
- Защита от несанкционированного доступа: Межсетевые экраны (Firewalls) и системы контроля доступа (Access Control Systems) обеспечивают контроль доступа к сетевым ресурсам и защиту от несанкционированного доступа к системам и данным.
- Защита от атак в сети: Системы предотвращения вторжений (Intrusion Prevention Systems) мониторят сетевой трафик и принимают меры для предотвращения и блокирования атак в реальном времени.
- Защита данных: Средства криптографической защиты данных обеспечивают шифрование и защиту конфиденциальности данных во время их передачи и хранения.
- Защита беспроводных сетей: Для защиты беспроводных сетей используются различные меры, включая протоколы шифрования, фильтрацию MAC-адресов и системы обнаружения вторжений.
7.2 Преимущества и ограничения программно-технического обеспечения безопасности компьютерной сети:
Преимущества:
- Улучшение безопасности: Программно-техническое обеспечение безопасности помогает предотвращать атаки, защищать данные и обеспечивать конфиденциальность информации.
- Автоматизация и масштабируемость: Системы безопасности позволяют автоматизировать процессы обнаружения и реагирования на угрозы, а также масштабировать решения для адаптации к различным сетевым средам.
- Централизованное управление: Системы безопасности позволяют централизованно управлять политиками безопасности, мониторить сетевой трафик и анализировать события безопасности.
Ограничения:
- Сложность и стоимость: Реализация и поддержка программно-технического обеспечения безопасности требуют определенных знаний и ресурсов, что может быть сложным и затратным процессом для организаций.
- Возможность ложных срабатываний: Некорректная конфигурация или недостаточно точные алгоритмы могут привести к ложным срабатываниям и мешать нормальной работе сети.
- Недостаточная защита: Программно-техническое обеспечение безопасности может иметь некоторые уязвимости, которые могут быть использованы злоумышленниками для атаки системы.
7.3 Кейс-стади и примеры успешной реализации программно-технического обеспечения безопасности компьютерной сети:
- Крупные организации, такие как банки, финансовые учреждения и государственные учреждения, часто реализуют программно-техническое обеспечение безопасности компьютерной сети для защиты конфиденциальных данных клиентов и предотвращения несанкционированного доступа к системам.
- В сфере электронной коммерции программно-техническое обеспечение безопасности сети используется для обеспечения безопасных транзакций и защиты персональных данных клиентов.
- Образовательные учреждения и медицинские организации также применяют программно-техническое обеспечение безопасности для защиты конфиденциальности личных данных студентов и пациентов.
- Компании, осуществляющие удаленную работу или подключение сотрудников из разных мест, реализуют системы виртуальных частных сетей (VPN) и механизмы аутентификации для обеспечения безопасного доступа к корпоративным ресурсам.
Примером успешной реализации программно-технического обеспечения безопасности компьютерной сети может служить использование межсетевых экранов (Firewalls) в комбинации с системами обнаружения вторжений (Intrusion Detection Systems) в банковской сети. Эти меры безопасности помогают предотвращать несанкционированный доступ к финансовым данным клиентов, обнаруживать атаки и реагировать на них в режиме реального времени.
8.1 Развитие новых угроз и методов атак:
С постоянным развитием технологий появляются новые угрозы и методы атак на компьютерные сети. Киберпреступники постоянно совершенствуют свои навыки и используют новейшие техники для вторжения в системы. Некоторые из них включают распространение вредоносного программного обеспечения через социальную инженерию, использование атаки типа "нулевого дня" (zero-day), использование ботнетов для DDoS-атак и другие продвинутые методы. Развитие новых угроз требует постоянного обновления и улучшения программно-технического обеспечения безопасности.
8.2 Интеграция с облачными сервисами и IoT:
В современных сетевых средах все большую популярность получают облачные сервисы и интернет вещей (IoT). Эти технологии предоставляют новые возможности, но также создают дополнительные вызовы в области безопасности компьютерных сетей. Интеграция с облачными сервисами требует обеспечения безопасной передачи данных и доступа к облачным ресурсам. IoT-устройства, такие как умные дома, медицинские устройства и промышленные системы, должны быть защищены от возможных атак и злоумышленного использования. Разработчики программно-технического обеспечения безопасности должны учитывать эти новые среды и разрабатывать соответствующие решения.
8.3 Роль искусственного интеллекта и машинного обучения в обеспечении безопасности:
Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение (МО) играют все более важную роль в обеспечении безопасности компьютерных сетей. Использование алгоритмов ИИ и МО позволяет автоматизировать процессы обнаружения и реагирования на угрозы, анализировать события безопасности и принимать предупреждающие меры. Например, системы обнаружения вторжений на основе ИИ и МО способны выявлять необычное поведение и аномалии в сетевом трафике, а системы конт
роля доступа могут использовать алгоритмы ИИ для автоматического распознавания и аутентификации пользователей. Развитие ИИ и МО в области безопасности компьютерных сетей предлагает новые возможности для более эффективной защиты и более точного обнаружения атак.
Однако внедрение ИИ и МО в безопасность компьютерных сетей также вызывает свои вызовы, включая необходимость обучения алгоритмов на большом объеме данных, проблемы конфиденциальности и этические вопросы. Эти вызовы требуют дальнейших исследований и разработки для эффективного использования ИИ и МО в программно-техническом обеспечении безопасности компьютерных сетей